直接转换辐射探测器数字信号处理电子设备的制造方法
【技术领域】
[0001]以下总体涉及直接转换辐射探测器，并且更具体地涉及直接转换辐射探测器数字信号处理电子设备，并且对计算机断层摄影(CT)的具体应用进行描述。然而，以下也适用于X射线、核医学和/或采用直接转换探测器的其他模态。
【背景技术】
[0002]CT扫描器一般包括X射线管，其被安装在旋转机架上与定位于检查区域对面的探测器阵列相对。旋转机架，以及因此X射线管绕检查区域旋转，并且X射线管发出穿过检查区域的辐射。探测器阵列一一其包括探测器像素的一维或二维阵列一一探测辐射并生成指示探测到的辐射的信号。信号被重建以生成体积图像数据，并且体积图像数据能够被处理以生成一个或多个图像。
[0003]探测器阵列包括有直接转换探测器，其包括诸如CdTe或Cd(Zn)Te等的直接转换材料，以及被附着到直接转换材料的探测器像素。利用直接转换，入射辐射被直接转换为指示辐射的能量的电荷信号。一般而言，直接转换光子计数探测器的性能，相对于较大的像素尺寸，针对较小的像素尺寸更好。例如，相对于较大尺寸像素，较小尺寸像素可以具有减小的像素计数率，并且较不容易受脉冲堆积影响。
[0004]然而，随着像素尺寸缩小，性能因在两个或更多个像素之间的信号的增大的分裂而劣化。例如，这出现在光子入射在像素之间的间隙处或者至少不在像素的中心时。在该实例中，像素中的每个都将接收电荷信号的子部分，并将仅以全部能量中的部分记录X射线光子，导致光谱劣化。在实践中，将不得不在像素的尺寸上进行妥协，以平衡减小的像素计数率和脉冲堆积的益处与分裂像素的益处。
[0005]减小光谱劣化的一种途径是组合来自两个或更多个像素的信号。组合在触发阈值以上(即，在本底噪声以上)的所有相邻信号可以改善光谱。遗憾的是，该途径造成对应于信号中在阈值以下的部分的可变损耗，并且针对这些损耗校正总信号增加了噪声并限制了该途径的准确度。不加限阈地组合所有相邻信号也能够恢复信号。遗憾的是，该途径增加了来自增大数目的像素的噪声。
【发明内容】
[0006]本文中描述的各方面解决上述问题及其他问题。
[0007]以下描述一种用于校正与直接转换光子计数探测器有关的分裂信号的途径。如下文更详细地描述的，在一个实例中，这包括使用数字处理来识别具有符合探测的两个或更多个像素，以及组合所识别的像素的像素值。
[0008]在一个方面中，一种系统，包括光子计数探测器阵列和分裂信号校正器，所述光子计数探测器阵列包括直接转换材料和被固定到所述直接转换材料的多个探测器像素，所述分裂信号校正器针对分裂信号校正所述多个探测器像素的输出。
[0009]在另一个方面中，一种方法，包括:接收多个探测器像素中的每个的输出信号，所述多个探测器像素被固定到光子计数探测器阵列的直接转换材料；并且针对分裂信号校正所述多个探测器像素的所述输出。
[0010]在另一个方面中，一种被编码有计算机可读指令的计算机可读存储介质，所述计算机可读指令在由处理器运行时，令所述处理器:接收多个探测器像素中的每个的输出信号，所述多个探测器像素被固定到光子计数探测器阵列的直接转换材料；并且针对分裂信号校正所述多个探测器像素的所述输出。
【附图说明】
[0011]本发明可以采取各种部件和各部件的布置以及各个步骤和各步骤的安排的形式。附图仅是出于图示优选的实施例的目的，并且不应被解释为对本发明的限制。
[0012]图1示意性地图示与(直接转换计数探测器)分裂信号校正器有关的范例成像系统。
[0013]图2示意性地图示图1的分裂信号校正器的范例。
[0014]图3示意性地图示图2的分裂信号校正器的范例的变型，其还包括数字信号平滑滤波器或信噪增强滤波器。
[0015]图4示意性地图示数字化探测器输出信号，包括来自具有符合探测样本对的相邻像素的数字化输出信号和经校正的信号，以及来自没有符合探测样本对的相邻像素的数字化输出信号。
[0016]图5示意性地图示脉冲高度谱的变型，其作为与两个相邻像素中的第一个有关的辐射束的位置的函数。
[0017]图6示意性地图示脉冲高度谱的变型，其作为与图5的两个相邻像素中的第二个有关的辐射束的位置的函数。
[0018]图7示意性地图示针对分裂信号的脉冲高度谱，取它们自己的以及还有组合的。
[0019]图8图示用于校正与直接转换光子计数探测器有关的分裂信号的范例方法。
【具体实施方式】
[0020]首先参考图1，示意性地图示诸如计算机断层摄影(CT)扫描器的成像系统100。
[0021]成像系统100包括固定机架102和旋转机架104，旋转机架104由固定机架102可旋转地支撑。旋转机架104关于纵轴或z轴绕检查区域106旋转。诸如躺椅的对象支撑体108在检查区域106中支撑目标或对象。对象支撑体108能够被用于在扫描之前、期间和/或之后相对于成像系统100垂直地和/或水平地定位对象或目标。
[0022]诸如X射线管的辐射源110由旋转机架104支撑并与旋转机架104 —起关于纵轴或z轴绕检查区域106旋转，并且发出X射线辐射。源准直器114对朝着检查区域106的方向发出的辐射进行准直，产生具有感兴趣的预定几何形状(例如扇形、锥形、楔形或其他形状的束)的横贯检查区域106的束116。
[0023]探测器阵列116对向一角度弧，相对于辐射源110在检查区域106的对面。探测器阵列116为像素化单片式直接转换光子计数探测器，其包括直接转换探测器材料118 (例和/或其他直接转换材料)以及被附接到直接转换探测器材料118的一维或二维阵列的探测器像素120。探测器阵列116的子部分122图示像素120ρ1202、1203、…、102N，其中N为正整数，在它们之间有间隙124。放大器可以被用于放大输出信号。
[0024]直接转换探测器材料118将入射X射线光子直接转换成指示光子的能量的电荷信号。电荷信号被像素120中的一个或多个收集并接收。例如，单个像素可以接收电荷信号中的全部或接近全部(例如，当光子入射在像素的中心处的位置时)，或者相邻像素中的两个或更多个可以每个接收电荷信号的子部分(例如，当光子入射在除中心以外的其他位置时)。
[0025]每个像素输出指示对应于电荷信号的能量的模拟电信号(其中电荷中的接近全部都被像素接收)，或者指示其接收到的对应于电荷信号的子部分的能量(其中电荷信号分布在多个像素上)。如本文中使用的，术语“分裂信号”指后一种情况，其中，电荷信号的子部分被两个或更多个相邻像素120接收，例如像素120jP 120 2。像素输出被模拟放大器放大并整形以给出探测器输出，模拟放大器在被定位为邻近像素的ASIC上:针对每个像素一个放大器通道。许多放大器通道可以在ASIC上。
[0026]分裂信号校正器126针对分裂信号校正探测器阵列116的输出信号。如下文更详细描述的，分裂信号校正器126在数字域中校正分裂信号。该途径减轻了与模拟域途径相关联的信号损失。分裂信号校正器126能够经由运行被编码或嵌入在诸如物理存储器设备的计算机可读存储介质(不包括暂时性介质)上的一个或多个计算机可读指令的硬件处理器(例如中央处理单元，或CPU或ASIC或FPGA)来实施。
[0027]计数器132基于鉴别器的输出来针对每个阈值增量一计数值。例如，当比较器针对特定阈值的输出指示脉冲的幅度超过对应阈值时，则增量针对该阈值的计数值。分箱器134基于多个箱来对